6. Конструктивные системы несущего остова зданий из объемных блоков
Несущий остов зданий из объемных блоков может быть бескаркасным и каркасным. В зависимости от конструктивного выполнения элементов и частей несущего остова определяется его конструктивная система.
Конструктивная система предполагает определенное размещение несущих элементов в пространстве, способы их сопряжения, обеспечивающие прочность, устойчивость и долговечность несущего остова в целом, а также его отдельных элементов. Пространственная работа системы проявляется в том, что при загружении одного из ее элементов в работу включаются и другие элементы.
Конструктивная система – это способ размещения вертикальных и горизонтальных элементов несущего остова в пространстве, их взаимной увязки и передачи усилий между ними.
Несущий остов здания может иметь несколько конструктивных систем в зависимости от расположения вертикальных опор, воспринимающих нагрузки от перекрытий.
6.1. Бескаркасные здания из объемных блоков
Бескаркасные здания из объемных в своем составе содержат блоки с вертикальными коммуникациями (блоки – лестницы, блоки – лифтовых шахт), которые располагают или непосредственно в сплошном массиве здания, или в виде отдельных узлов, примыкающих к зданию (рис. 21).
Рис. 21. Жилой дом с коммуникационными узлами, вынесенными
За пределы габаритных размеров основного массива здания.
В бескаркасных зданиях диафрагмы жесткости, функции которых выполняют стены блоков, распределены в плане здания. Однако в объемно - блочных зданиях могут использоваться и сосредоточенные диафрагмы жесткости в виде стволов или ядер жесткости. То есть здания из объемных блоков могут быть бесствольными и ствольными.
6.1.1. Бесствольные объемно – блочные здания бескаркасного несущего остова.
В бесствольных зданиях из объемных блоков вид конструктивной системы зависит от расположения блоков. При сплошном расположении блоков (рис. 14) используется только один конструктивный элемент: объемно – пространственный блок различного функционального назначения (рис. 2). Конструктивная система несущего остова в этом случае называется блочной.
При разреженном расположении блоков используются два конструктивных элемента: объемно – пространственные блоки различного функционального назначения и плоские панели стен и перекрытий (рис. 17) . Конструктивная система несущего остова в этом случае называется панельно - блочной.
Ниже представлены схемы бескаркасных бесствольных зданий из объемных блоков двух конструктивных систем – блочной (рис. 22, А) и панельно – блочной (рис. 22, Б).
Рис. 22. Схемы бесствольных бескаркасных зданий из объемных блоков двух типов конструктивных систем: А – блочной; Б – панельно – блочной.
6.1.2. Ствольные объемно – блочные здания бескаркасного несущего остова.
Ствол или ядро жесткости - это единый пространственный элемент, в котором сгруппированы распределенные по плану здания диафрагмы жесткости, ограждающие конструкции лифтовых шахт и лестничных клеток.
Площадь ядра жесткости составляет (15%-25%)S (где S – площадь этажа). Преимущественно стволы жесткости проектируют железобетонными
с целью увеличения их изгибной жесткости, а также огнезащиты коммуникационных шахт, лестничных клеток. Толщина стен ствола по высоте здания изменяется от 600 – 800 мм на нижних этажах до 300 – 200 мм на верхних этажах (рис. 29.).
Рис. 29. Конструкция ядра жесткости многоэтажного здания. А – общий вид, разрез; Б – соотношение площади этажа и ствола.
Ствол следует размещать в геометрическом центре сооружения с целью равномерной симметричной загрузки элементов несущего остова. Однако возможно размещение стволов по периметру здания (рис. 30, А). В этом случае количество их увеличивается, а постановка относительно геометрического центра здания сохраняется симметричной.
Здания со сложным очертанием в плане могут иметь протяженные ядра жесткости, повторяющие конфигурацию здания в плане (рис. 30, Б).
Рис. 30. Расположение ядер жесткости в плане зданий.
При компоновке плана ствольных зданий из объемных блоков блоки располагают симметрично относительно ядра жесткости сплошным массивом или разреженно (рис. 31).
Рис. 31. Варианты размещения объемных блоков в ствольных зданиях по этажам. 1 – ствол; 2 – блоки двухкомнатных квартир; 3 – блоки трехкомнатных квартир; 4 – блок–холл.
Для ствольных блочных зданий бескаркасного несущего остова вид конструктивной системы будет начинаться со слова «ствольно». Дальнейшее название конструктивной системы зависит от расположения блоков:
- при сплошном расположении объемных блоков конструктивная система несущего остова будет – ствольно – блочной (рис. 32, А);
- при разреженном расположении объемных блоков конструктивная система несущего остова будет – ствольно – блочно – панельной (рис. 32, Б).
Рис. 32. Бескаркасные здания из объемных блоков различных конструктивных систем. А – конструктивная система – ствольно – блочн0 - панельная;
Б – конструктивная система – ствольно – блочная.
В ствольных зданиях появляется возможность разнообразить расположение блоков в зависимости от способов их опирания: на собственный фундамент (рис. 1.33); на жесткие консоли ствола (рис. 33, А); на мостовые конструкции, опирающиеся на два ствола (рис. 33, Б).
Рис. 33. Варианты расположения объемных блоков в ствольных бескаркасных зданиях. А – блоки расположены на поэтажных консолях ствола (конструктивная система – ствольно – блочная); Б - блоки расположены на мостовых конструкциях, опирающихся на два ствола (конструктивная система: 1 - ствольно – блочная; 2 - ствольно – блочно-панельная).